Tấm kính lọc ZWB, thấu kính kính quang học UV dùng cho đóng rắn UV và cảm biến lửa

Định nghĩa về tấm kính quang học ZWB :

Trong thế giới đa dạng và chuyên biệt của các vật liệu quang học, kính ZWB đóng vai trò then chốt cho các ứng dụng hoạt động trong vùng tử ngoại (UV) của phổ điện từ. Ký hiệu "ZWB" tuân theo hệ thống phân loại kính Đức (Jena), trong đó nó được công nhận là một loại kính lọc truyền tử ngoại cụ thể. Khác với các loại kính quang học thông thường như BK7 hay SF11, được thiết kế để tối ưu trong phổ ánh sáng nhìn thấy, kính ZWB được pha chế cẩn thận nhằm đạt được một đặc tính độc đáo và quan trọng: độ trong suốt cao đối với bức xạ tử ngoại bước sóng ngắn, đồng thời chặn hiệu quả ánh sáng nhìn thấy và hồng ngoại. Điều này khiến nó trở thành thành phần không thể thiếu trong nhiều thiết bị khoa học, công nghiệp và an toàn.

Tính chất và Thành phần của tấm kính quang học ZWB:

Đặc điểm cốt lõi của kính ZWB là hồ sơ truyền dẫn quang phổ riêng biệt. Kính này có độ truyền sáng tuyệt vời trong dải UV-B và UV-A, thường từ khoảng 250-400 nanômét (nm). Đường cong truyền dẫn của nó đạt cực đại trong vùng UV này và sau đó giảm mạnh, hoạt động như một rào cản hiệu quả chống lại ánh sáng nhìn thấy được (400-700 nm). Hành vi này ngược lại với các loại kính nhuộm màu thông thường, vốn chặn tia UV và cho ánh sáng nhìn thấy đi qua.

Tính chất độc đáo này không phải là ngẫu nhiên mà đạt được thông qua một thành phần hóa học cụ thể. Kính ZWB truyền thống là loại kính gốc phosphate được pha tạp với nồng độ cao oxit niken (NiO). Các ion niken nằm trong mạng kính chịu trách nhiệm cho màu xanh lục đậm đặc trưng hoặc gần như màu đen mà mắt người nhìn thấy. Những ion này sở hữu các mức năng lượng điện tử đặc hiệu hấp thụ photon trong dải quang phổ khả kiến, ngăn chúng đi xuyên qua. Tuy nhiên, năng lượng của các photon UV hoặc là không phù hợp với các dải hấp thụ này, hoặc đủ lớn để vượt qua chúng, cho phép bức xạ UV truyền qua kính với tổn thất tương đối thấp. Nguyên lý cơ bản này khiến kính ZWB trở thành loại bộ lọc tia UV được biết đến như "kính đen".

Các đặc điểm của tấm kính quang học ZWB:

Truyền dẫn UV cao: Cho phép ánh sáng tử ngoại đi qua đồng thời chặn hiệu quả hầu hết ánh sáng khả kiến và hồng ngoại.

Hấp thụ ánh sáng nhìn thấy: Nó có màu xanh đậm hoặc gần như đen vì hấp thụ các bước sóng màu vàng, xanh lục và đỏ.

kính "Đen Xanh": Thường được gọi là kính "đen xanh" do vẻ ngoài tối của nó dưới ánh sáng thông thường.

Ứng dụng của tấm kính ZWB:

Khả năng tách biệt và truyền ánh sáng UV tinh khiết khiến kính ZWB trở nên vô giá trong nhiều lĩnh vực:

Ủi hóa bằng tia UV và xử lý công nghiệp: Một trong những ứng dụng phổ biến nhất là trong các hệ thống ủi hóa bằng tia UV dùng trong in ấn, phủ lớp và dán keo. Các đèn thủy ngân áp suất cao hoặc đèn LED phát ra phổ ánh sáng rộng. Bộ lọc ZWB được đặt phía trước các đèn này để hấp thụ thành phần ánh sáng nhìn thấy và hồng ngoại, tạo ra một chùm tia UV tập trung và "mát". Ánh sáng UV tinh khiết này hiệu quả khởi động phản ứng quang hóa trong các loại nhựa đóng rắn bằng tia UV mà không gây hư hại do nhiệt cho các vật liệu nhạy cảm.

Huỳnh quang và Quang phổ: Trong các thiết bị khoa học, thủy tinh ZWB rất quan trọng với vai trò là bộ lọc kích thích. Trong kính hiển vi huỳnh quang và máy quang phổ huỳnh quang, người ta sử dụng một nguồn sáng mạnh (như đèn xenon). Bộ lọc ZWB được đặt trên đường truyền kích thích để tạo ra ánh sáng tử ngoại (UV) sạch, gần như đơn sắc chiếu vào mẫu. Điều này làm kích thích các chất huỳnh quang, khiến chúng phát ra ánh sáng ở bước sóng dài hơn (ánh sáng nhìn thấy), sau đó được quan sát hoặc đo thông qua một bộ lọc khác nhằm chặn ánh sáng UV. Việc tách biệt ánh sáng kích thích và ánh sáng phát xạ là nền tảng của các kỹ thuật huỳnh quang.

Phân tích pháp y và hóa học: Trong lĩnh vực pháp y, các bộ lọc ZWB được dùng trong đèn UV chuyên dụng để phát hiện dấu vân tay tiềm ẩn, các chất dịch cơ thể và các bằng chứng khác phát quang dưới ánh sáng UV. Tương tự, trong hóa học, chúng được dùng để phân tích khoáng vật, phát hiện tiền giả và nghiên cứu các phản ứng hóa học nhạy cảm với vùng ánh sáng tử ngoại.

Liệu pháp quang học và Thiết bị y tế: Một số phương pháp điều trị y tế, chẳng hạn như liệu pháp quang học để điều trị các bệnh về da như vảy nến và bạch biến, đòi hỏi phải tiếp xúc có kiểm soát với các bước sóng UV cụ thể. Các bộ lọc ZWB có thể được sử dụng để điều chỉnh đầu ra của đèn điều trị, đảm bảo bệnh nhân chỉ tiếp xúc với bức xạ UV-A hoặc UV-B băng hẹp có lợi về mặt điều trị, đồng thời loại bỏ các bước sóng có hại hoặc không cần thiết.

Chiếu sáng và Khử trùng: Mặc dù không phải là bộ lọc chính cho đèn UVC diệt khuẩn (254 nm), các loại kính kiểu ZWB có thể được sử dụng trong các ứng dụng mà dải truyền UV cụ thể phù hợp với yêu cầu khử trùng, đảm bảo không có ánh sáng xanh nhìn thấy nào rò rỉ từ thiết bị.

Thông số kỹ thuật